isotropes Mineral
Wie in der letzten Stunde diskutiert, isotroper Stoff ist solche, bei denen die Lichtgeschwindigkeit oder dem Brechungsindex mit der Richtung nicht in der Substanz variieren. Stoffe, wie Gase, Flüssigkeiten, Gläser und Mineralien, die in der isometrischen Kristallsystem kristallisieren sind isotrop. Wir stellen hier das Konzept des optischen Indikatrix schauen dann, was wir sehen, wenn wir bei isotropen Substanzen durch das Polarisationsmikroskop betrachten. Wir dann sehen, wie der Brechungsindex der isotropen Substanzen als Mittel, um zu bestimmen, sich zu identifizieren und dann einen ersten Blick auf einachsige Materialien zu nehmen.
Die isotrope Indikatrix
Das Konzept der optischen Indikatrix ist wichtig, als eine visuelle Hilfe Brechungsindex variiert in einer Substanz, mit Richtung auf dem Weg suchen. Für isotrope Mineralien und Substanzen ist die Indikatrix ziemlich trivial, da der Brechungsindex mit Richtung nicht ändert.
Die optische Indikatrix ist einfach ein dreidimensionales Objekt konstruiert durch Vektoren der Länge proportional zu dem Brechungsindex für Licht schwing parallel zur Vektorrichtung von einem zentralen Punkt zu ziehen. Die Enden von allen Vektoren werden dann verbunden, um die Indikatrix zu bilden. Für isotrope Mineralien ist die Indikatrix eine Kugel, wie hier zu sehen ist. Die Indikatrix kann so lange in oder auf einem Kristall angeordnet wird überall da die kristallographischen Richtungen in der Indikatrix parallel zu sich selbst bewegt werden. Auch für die isotropen Indikatrix, ist dies ziemlich trivial, da die Brechungsindizes zu kristallographischen Richtungen und die Brechungsindizes sind die gleichen in allen Richtungen nicht entsprechen, aber die Nützlichkeit der Indikatrix Konzept wird sehr viel klarer werden, wenn wir bei anisotropen Substanzen suchen .
Isotrope Substanzen und polarisiertem Licht
Wie diskutiert letzte Zeit hat das Polarisationsmikroskop zwei Polarisatoren. Der untere Polarisator (oft als nur der Polarisator) über der Lichtquelle und schafft so polarisiertes Licht, das in der Ost-West-Richtung schwingt. Der obere Polarisator, der Analysator genannt, wird polarisiert bei 90 o zu, daß polarisiertes Licht zu erzeugen, indem die unteren Polarisator erzeugten schwing. Somit, wenn nur Luft ist, ein isotroper Stoff, zwischen den zwei Polarisatoren, das E-W schwing Licht vollständig am Analysator eliminiert wird, und kein Licht durch die Okularlinse. Isotrope Stoffe ändern nicht die Schwingungsrichtung des Lichtes, wenn das Licht durch den Stoff hindurchtritt.
Wenn wir also eine Mineralkorn auf einem Glasobjektträger platzieren (Glas ist auch isotrop), und zeigen Sie das Korn durch die Augenlinse mit dem Analysator nicht im Lichtweg eingefügt werden wir in der Lage sein, klar zu dem Getreide zu sehen. Wenn das Korn selektiv Licht bestimmter Wellenlängen absorbiert, dann wird das Korn seine Absorptionsfarbe zeigen.
Wenn wir nun den Analysator in dem Lichtweg eingefügt, das Licht aus dem Korn kommt, wird noch in einer E-W-Richtung polarisiert sein, da isotrope Stoffe, nicht die Polarisationsrichtung ändern, und der Analysator wird alle dieses Licht ausgeschnitten. Somit wird durch den Analysator passiert kein Licht aus dem Mineralkorn kommen. Das Mineral wird gesagt, so in dieser Position ausgestorben.
Und falls wir die Bühne des Mikroskops drehen und drehen damit das Korn, wird es ausgestorben für alle Drehpositionen bleiben. (Selbstverständlich gilt dies auch für den Glasträger, auf dem das Korn ruht, da Glas auch isotrop ist).
Bestimmung des Brechungsindex für Isotrope Solids: Tauchverfahren
In isotropen Substanzen gibt es nur zwei optische Eigenschaften, die bestimmt werden können. Eine davon ist die Absorptionsfarbe, wie oben beschrieben. Der andere ist der Brechungsindex. Tabellen von Brechungsindizes für isotrope Mineralien, die Liste nur der Brechungsindex für eine Wellenlänge des Lichts. Die Wellenlänge ist 589 nm gewählt, was zu einer gelben Farbe entspricht. Eine solche Wellenlänge aus einer Natriumdampflampe würde gegeben. Da diese teuer sind und viel Wärme erzeugen, sind Natriumdampflampen im Allgemeinen nicht in der optischen Mineralogie verwendet. Stattdessen verwenden wir weißes Licht. Dennoch, wie wir später sehen werden, können wir den Brechungsindex für 589 nm bestimmen.
Die Bestimmung des Brechungsindex einer isotropen Substanz wird durch einen Vergleich mit einer Substanz von bekannten Brechungsindex hergestellt. Die Vergleichsmaterialien verwendet werden Brechungsindex Öle genannt. Dies sind stinkende organische Öle, die über einen Bereich von Brechungsindizes von 1,430 bis 1,740 in Abständen von 0,005 kalibriert sind. Wie Sie im Labor, Körner der unbekannten Substanz auf einem Glasobjektträger platziert sehen werden, wird ein Deckglas über die Körner angeordnet und ein Brechungsindex Öl eingeführt wird, um vollständig die Körner zu umgeben. Dies wird das Tauchverfahren genannt.
Die Körner werden dann mit dem Analysator nicht eingefügt beobachtet. Wenn das Korn einen Brechungsindex aufweist, der sehr verschieden von dem Brechungsindex des Öls ist, dann werden die Korngrenzen stark neben dem umgebenden Öl abheben. Das Korn wird dann gesagt werden, Hochrelief, bezogen auf das Öl zu zeigen. Hochrelief zeigt an, dass der Brechungsindex des Korns von dem Brechungsindex des Öls sehr unterschiedlich ist. Es sagt uns nicht, wenn der Brechungsindex des Korns kleiner oder größer ist als das Öl.
Wenn der Brechungsindex des Korns und das Öl sind näher, dann wird der Umriss des Korns wird nicht so viel von dem Öl abheben. In diesem Fall wird das Korn zu dem niedrigen Entlastungs relativ zu dem Öl. Wiederum zeigt geringe Erleichterung nur, daß das Getreide und Öl-Ähnliche Brechungsindizes aufweisen, und nicht als einen niedrigeren oder höheren Brechungsindex als das Öl, das das Korn anzeigt.
Wenn der Brechungsindex des Korns ist genau die gleiche wie der Brechungsindex des Öls werden die Grenzen des Korns nicht sichtbar sein. Das heißt, dass das Korn vollständig in dem Öl verschwinden. In diesem Fall wird das Korn die keine Erleichterung in Bezug auf das Öl haben.
Um zu bestimmen, ob das Getreide oder das Öl einen höheren Brechungsindex aufweist, die so genannte Verfahren der Becke-Linie Methode verwendet wird.
Die Becke Line-Methode
Ein Korn von Öl umgeben ist, wenn es durch das Mikroskop betrachtet fokussiert geringfügig oberhalb der Position des schärfsten Fokus wird zwei Zeilen angezeigt werden, einer dunklen und einer hellen, dass konzentrisch zum Rand des Korns. Je heller dieser Linien wird der Becke Linie genannt und wird immer mit einem höheren Brechungsindex am nächsten an der Substanz auftreten. Dies kann verwendet werden, um zu bestimmen, ob das Getreide oder das Öl mit dem höheren Brechungsindex aufweist.
Um diese Methode zu verwenden, konzentriert man sich zunächst das Mikroskop möglichst scharf auf dem Korn von Interesse. Es ist auch nützlich, um die Irisblende zu verwenden, das einfallende Licht so weit wie möglich zu reduzieren. Dies wird die Becke Linie macht besser abheben. Dann unter Verwendung der Feinfokuswahleinstellung des Mikroskoptisch abgesenkt wird (oder die Objektivlinse erhöht wird) leicht unscharf. Während dieses Anstiegs der Brennweite beobachtet man eine bewegende helle Becke Linie. Wenn die Becke Linie nach innen bewegt, wird der Brechungsindex des Korns grßer ist als der Brechungsindex des Öls.
Dieses Verfahren kann somit verwendet werden, zu starten, den Brechungsindex des Korns zu verengen. Zum Beispiel kann sagen, dass wir setzten Körner eines unbekannten Minerals in einem Öl mit einem Brechungsindex von 1,540 ersten. In diesem Öl, lassen Sie sich die Linie Test zeigt Becke sagen, dass das Öl einen höheren Brechungsindex als das Korn hat. Wir könnten dann wählen für unseren nächsten Test der unbekannten Körner in einem Öl mit einem niedrigen Brechungsindex zu setzen. Wenn das Relief sehr hoch ist, dann würden wir wissen, ein Öl mit einem viel kleineren Brechungsindex zu wählen.
Somit wird durch mehrere Tests in verschiedenen Ölen durchgeführt wird, konnten wir schließlich ein Öl finden, die einen Brechungsindex aufweist, der genau das des Korns entspricht. In einem solchen Fall würde das Korn keine Erleichterung in Bezug auf das Öl und damit im Öl verschwinden würde.
Aber wäre dies nicht unbedingt wahr sein, der Becke Linien. Recall von oben gesagt, daß wir, dass Brechungsindizes für Körner (und auch Öle) werden für eine bestimmte Lichtwellenlänge berichtet. Diese Wellenlänge ist 589 nm, die nach Gelb entspricht. Da wir weißes Licht als Beleuchter für unser Getreide verwenden, wird die Becke Linie für verschiedene Wellenlängen oder Farben des Lichts unterschiedlich sein.
Dies kann durch die Untersuchung der Dispersionsdiagramm zu sehen, wie hier gezeigt. Dies ist einfach eine graphische Darstellung des Brechungsindex als Funktion der Wellenlänge. Typische Öle in optischer Mineralogie verwendet wurden, zeigen im allgemeinen eine Dispersionskurve mit einer steileren Steigung als die Mineralien. Wenn wir also eine exakte Übereinstimmung des Brechungsindex zwischen dem Korn und das Öl für gelbes Licht haben, werden wir noch ein orange bis rot gefärbt Becke Linie, die in das Korn bewegen wird, und blau gefärbt Becke Linie bis violett, die bewegen in das Öl.
Eine andere Eigenschaft, die wir für alle Mineralien (einschließlich anisotropen Mineralien) bestimmen kann, ist die Spaltung oder Bruch. Dies kann gesehen werden, da es in der Regel notwendig ist, Mineralien zu zerdrücken oder brechen eine Größe geeignet für den Einbau in Öl zu erhalten. Diese Eigenschaft lässt sich am besten mit dem Analysator nicht eingelegt zu sehen.
- Hochrelief zeigt an, dass das Öl und die Körner haben sehr unterschiedliche Brechungsindizes
Beim nächsten Mal werden wir bei der Klasse der anisotropen Mineralien aussehen einachsigen Mineralien genannt.